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水星400摄氏度的高温可能有助于其制造冰块

发布时间:2020/03/16 头条 浏览次数:56

 
根据2011年访问水星的NASA探测器提供的数据和图像,尽管水星白天白天有瓦肯火山的高温,但两极仍然有永久性的冰.NASA /信使人们已经很难相信日间温度达到400的水星上有冰摄氏度或750华氏度。现在一项即将进行的研究表明,火神在最靠近太阳的星球上的热量可能有助于制造一些冰。
科学共识认为,与地球一样,小行星提供了水星的大部分水。佐治亚理工学院的研究人员说,但是白天的极端高温可能与极地火山口角落的零下200摄氏度的寒冷相结合,这些火山口从未见过阳光充当巨大的制冰化学实验室。
化学反应不太复杂。但新的研究将其模拟为水星的复杂条件,包括太阳风使带电粒子撞击地球,其中许多质子是该化学反应的关键。该模型提供了一条可行的途径,使水在具有所有必需成分的行星流中以冰的形式出现并收集。
佐治亚理工学院化学与生物化学学院的研究者,论文的第一作者布兰特·琼斯说:“从左领域的想法出发,这并不奇怪。自1960年代末以来,已经在研究中观察了数十次基本化学机理。” 。 “但是那是在定义明确的表面上。将这种化学物质应用于像行星上这样的复杂表面上是开创性的研究。”
热,简单的化学反应
水星表层土壤中的矿物质含有所谓的羟基(OH),主要由质子产生。在该模型中,极高的热量有助于释放羟基,然后激发它们相互粉碎,生成水分子和氢,这些分子从表面升起并在行星周围漂移。
一些水分子被阳光分解或上升到远高于地球表面的位置,但其他分子则落在水星的两极附近,形成永久性的火山口阴影,将冰层与太阳隔离开来。汞没有大气层,因此也没有传导热量的空气,因此这些分子成为阴影中永久冰川冰的一部分。
水星上有冰,白天的温度达到400摄氏度或750华氏度。一项新的研究表明,火神在最靠近太阳的行星上的热量可能有助于制造一些冰。佐治亚理工学院化学与生物化学学院的教授托马斯·奥兰多说:“这有点像加州旅馆的歌。水分子可以进入阴影,但它们永远都不会离开。”和该研究的主要研究者。奥兰多与人共同创立了佐治亚州空间技术与研究技术中心。
琼斯说:“我们假设将变成冰的总量为1013千克(1000亿亿千克或11,023,110,000吨),大约三百万年。” “该过程很容易占到水星冰总量的10%。”
研究人员将于2020年3月16日星期一在《天体物理学杂志快报》上发表他们的研究结果。这项研究由NASA太阳系探索虚拟研究所(SSERVI)计划和NASA行星大气计划资助。
航天器确认结冰
2011年,NASA探测器开始围绕水星运行,并确认了两极附近典型的冰川冰的信号。 MESSENGER(水银表面,太空环境,地球化学和测距)航天器发送回的图像和数据,证实了多年前地面雷达收集的冰的先前特征。
冰层暗淡,在水星上极地陨石坑中的永久阴影中潜伏着,水坑像陨石和小行星的疤痕一样,像地球的月球一样积聚。实际上,两个球之间的相似性(包括它们的大小)导致了许多比较,包括两个球上都有水冰的可能性。
人类已经发现月球上可能有冰的微弱迹象,但是发现冰具有几乎绝对的确定性,并且在汞上的含量相对较高。这引发了一些令人头疼的事情:如果小行星,彗星和陨石用水将水星和月亮砸碎,是什么导致了冰的差异?水星会以某种在月球上不起作用的方式接收水吗?
科学家们对一种可行的化学反应进行了建模,其中水星上的火神加热可以帮助其在两极制造冰:佐治亚理工学院的汤姆·奥兰多(L.)是新的水星研究的主要研究者。布兰特·琼斯(r。)是第一作者。两者还在实验室中设计出相同的化学物质,提出将其作为为登月和火星飞行任务制造水的一种方法。奥兰多与人共同创立了佐治亚州空间技术与研究技术中心。信用:佐治亚理工学院/罗伯·费特(Rob Felt)“我们的模型的过程在月球上的生产力不可能很高。其中之一是,没有足够的热量来显着激活化学反应,”琼斯说。
在一个单独的项目中,奥兰多的实验室正在设计一种基于相同化学成分的系统,以在月球上制造水,以供未来的宇航员驻扎在那里。
大磁龙卷风
在水星上,来自太阳风的质子比在地球上更丰富。在地球上,强大的磁场将包括质子在内的太阳风粒子鞭打回太空。水星的场强只有它的1%,它使质子涡旋到表面。
奥兰多说:“这些就像大的磁性龙卷风一样,随着时间的推移,它们会在水星的大部分表面上引起巨大的质子迁移。”
质子将自身植入整个地球深约10纳米的土壤中,从而在矿物中形成羟基(OH),该羟基扩散到表面,其余的热量在那里进行。
琼斯说:“我承认水星上的大量水是通过撞击小行星而输送的。” “但是还有一个问题,充满水的小行星从哪里得到水。像这样的过程可能有助于实现这一目标。”
奥兰多说:“彗星或小行星实际上并不需要携带水,因为仅与行星或月球的碰撞也可以产生水。” “水星和月亮总是受到小型流星体的撞击,因此这种情况一直在发生。”